内容正文:
3.2.2 双曲线的简单几何性质
A级 必备知识基础练
1.(2026全国2,4)已知双曲线C:=1(a>0,b>0)过点(1,0)和(,3),则双曲线C的渐近线方程是( )
A.y=±3x B.y=±2x
C.y=±x D.y=±x
2.(2025全国1)若双曲线C的虚轴长为实轴长的倍,则C的离心率为( )
A. B.2 C. D.2
3.如图,双曲线C:=1的左焦点为F1,双曲线上的点P1与P2关于y轴对称,则|P2F1|-|P1F1|的值是( )
A.3 B.4 C.6 D.8
4.已知双曲线C的离心率为,F1,F2分别是双曲线C的左、右焦点,P为双曲线C上一点,|PF1|=3|PF2|.若△PF1F2的面积为4,则双曲线C的实轴长为( )
A.1 B.2 C.4 D.6
5.已知圆锥曲线mx2+ny2=1的焦点在y轴上,且离心率为2,则= .
6.(2024北京,13)已知双曲线-y2=1,则过(3,0)且和双曲线只有一个交点的直线的斜率为 .
7.已知F为双曲线C:=1的左焦点,P,Q为双曲线C上的点.若PQ的长等于虚轴长的2倍,点A(5,0)在线段PQ上,则△PQF的周长为 .
8.(2024新高考Ⅰ,12)设双曲线C:=1(a>0,b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,过F2作平行于y轴的直线交曲线C于A,B两点,若|F1A|=13,|AB|=10,则双曲线C的离心率为 .
9.(2026广西高二期中)求符合下列条件的双曲线的标准方程:
(1)焦点在x轴上,焦距为6,实轴长为2;
(2)过点(),离心率为.
10.双曲线=1的右顶点为A,右焦点为F,过点F且平行于双曲线的一条渐近线的直线与双曲线交于点B,求△AFB的面积.
B级 关键能力提升练
11.(多选题)已知双曲线C的两条渐近线的夹角为60°,则双曲线C的方程可能为( )
A.-y2=1 B.=1
C.=1 D.=1
12.已知椭圆C和双曲线E具有相同的焦点,离心率分别为e1,e2,椭圆的长轴恰好被双曲线的焦点、顶点、中心平分为若干条等长线段,则( )
A.e1e2=1 B.e1e2=
C.e1=3e2 D.e1+e2=
13.已知直线y=x-2与双曲线C:=1(a>0,b>0)的两条渐近线分别交于点A,B,线段AB的垂直平分线过点(4,0),则双曲线C的离心率为 .
14.已知点A(-,0)和B(,0),动点C到A,B两点的距离之差的绝对值为2.
(1)求点C的轨迹方程;
(2)点C的轨迹与经过点(2,0)且斜率为1的直线交于D,E两点,求线段DE的长.
参考答案
1.B 把点(1,0)和(,3)代入双曲线方程可得
所以双曲线方程为x2-=1,
故该双曲线的渐近线方程为y=±2x.故选B.
2.D (方法1)由题知,2b=×2a,∴b=a,∴c==2a,∴e==2.故选D.
(方法2)由题可得,,则e==2.故选D.
3.C 设F2为右焦点,连接P2F2(图略),由双曲线的对称性,知|P1F1|=|P2F2|,所以|P2F1|-|P1F1|=|P2F1|-|P2F2|=2×3=6.
4.C 由题意知,点P在双曲线C的右支上,则|PF1|-|PF2|=2a.又|PF1|=3|PF2|,∴|PF1|=3a,|PF2|=a.又e=,∴|F1F2|=2c=2a.则在△PF1F2中,cos∠F1PF2==-,∴sin∠F1PF2=,故·a·3a·=4,得a=2(负值舍去),∴实轴长为2a=4.故选C.
5.- 圆锥曲线的离心率为2,则该圆锥曲线是双曲线,将方程化成焦点在y轴上的标准形式为=1,
由离心率e=2,有e2==4,得=-.
6.± 由-y2=1,得双曲线的渐近线方程为y=±x.
∵直线过点(3,0),且与双曲线只有一个交点,
∴直线与双曲线的渐近线平行,
∴直线的斜率为±.
7.44 由双曲线C的方程,知a=3,b=4,c=5,
∴点A(5,0)是双曲线C的右焦点,且|PQ|=|QA|+|PA|=4b=16,点P,Q在双曲线的右支上,
由双曲线的定义,得|PF|-|PA|=6,|QF|-|QA|=6,
∴|PF|+|QF|=12+|PA|+|QA|=28,
∴△PQF的周长为|PF|+|QF|+|PQ|=28+16=44.
8.
由双曲线的对称性不妨设点A为双曲线C与直线AB在第一象限的交点.
由题意知,|AF2|=5,2a=|F1A|-|AF2|=13-5=8,
∴a=4.易知AF2⊥F1F2,
∴在Rt△AF2F1中,有|F1F2|==12.
设双曲线C的焦距为2c(c>0),则2c=|F1F2|=12,
∴c=6.∴双曲线C的离心率e=.
9.解(1)设双曲线的标准方程为=1(a>0,b>0),
∵
∴双曲线的标准方程为x2-=1.
(2)当双曲线的焦点在x轴上时,设其方程为=1(a>0,b>0),
∵解得
∴双曲线的标准方程为x2-=1;
当双曲线的焦点在y轴上时,设其方程为=1(a>0,b>0),∵解得
∴双曲线的标准方程为y2-=1.
综上所述,双曲线的标准方程为x2-=1或y2-=1.
10.解 由题意得,双曲线=1的右顶点A(3,0),右焦点F(5,0),渐近线方程为y=±x.
不妨设直线FB的方程为y=(x-5),代入双曲线方程并整理,得x2-(x-5)2=9,
解得x=,y=-,所以B(,-).
所以S△AFB=|AF||yB|=(c-a)·|yB|=×(5-3)×.
11.ABD 依题意,知渐近线与x轴的夹角为30°或60°,所以双曲线C的渐近线方程为y=±x或y=±x,根据选项检验可知A,B,D均可能.
12.B 不妨设椭圆C和双曲线E的焦点在x轴上,由于椭圆的长轴恰好被双曲线的焦点、顶点、中心平分为若干条等长线段,设双曲线的实轴长为2a,则椭圆的长轴长为6a,则椭圆的左、右顶点分别为(-3a,0),(3a,0),双曲线的左、右顶点分别为(-a,0),(a,0),焦点为(-2a,0),(2a,0),所以e1=,e2==2,所以e1e2=,故A错误,B正确;e2=3e1,故C错误;e1+e2=,故D错误.故选B.
13. 直线y=x-2与线段AB的垂直平分线垂直,
则线段AB的垂直平分线的斜率为-1,
又线段AB的垂直平分线过点(4,0),
∴线段AB的垂直平分线的方程为y=-(x-4),即x+y-4=0.
联立解得
即AB的中点坐标为(3,1).
设A(x1,y1),B(x2,y2),x1≠x2,
∵AB的中点坐标为(3,1),AB的斜率为1,
∴x1+x2=6,y1+y2=2,=1.
则两式作差可得,
则×1=,
∴双曲线C的离心率e=.
14.解 (1)∵点A(-,0)和B(,0),动点C到A,B两点的距离之差的绝对值为2.
|AB|=2>2,
∴点C的轨迹方程是以A(-,0)和B(,0)为焦点的双曲线,且a=1,c=,∴点C的轨迹方程是x2-=1.
(2)∵点C的轨迹方程是2x2-y2=2,经过点(2,0)且斜率为1的直线方程为y=x-2.
∴联立得x2+4x-6=0,
设D(x1,y1),E(x2,y2),则x1+x2=-4,x1x2=-6,
∴|DE|==4.
故线段DE的长为4.
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